Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)TiHo eLib

Wissenschaftliches Konzept zur Entwicklung eines anwendungsorientierten Tools als Unterstützung der Veterinärbehörden bei der Planung von Stichprobenuntersuchungen

Die Kontamination von Lebensmitteln mit humanpathogenen Erregern und das daraus resultierende Auftreten von lebensmittelbedingten Erkrankungsfällen und Ausbrüchen ist eine kontinuierliche Gefahr für die menschliche Gesundheit. Während die Herstellung eines sicheren Lebensmittels in Deutschland primär durch den Lebensmittelunternehmer gewährleistet werden muss, sind die zuständigen Behörden für die Überwachung und Kontrolle dieser Verpflichtung verantwortlich. In der Aufarbeitung von Fällen möglicherweise kontaminierter Lebensmittel wird dann häufig die Methode einer Stichprobenuntersuchung gewählt. Für den Lebensmittelunternehmer sind zum Teil konkrete Stichprobengröße vorgegeben, während die zuständigen Behörden in der Ausführung ihrer Untersuchungen und der Wahl der Stichprobengrößen in der Regel frei sind. Es ist lediglich rechtlich geregelt, dass regelmäßige und risikobasierte Betriebskontrollen und Probenahmen erfolgen müssen. Da der Vorgang der Planung einer solchen Untersuchung eine wissenschaftlich anspruchsvolle Arbeit darstellt, besteht das grundlegende Bedürfnis hier einen übergreifenden Ansatz zu verfolgen. Im Rahmen der Arbeit wurde ein solches übergreifendes, wissenschaftsbasiertes und praktikables
Konzept zur Stichprobenplanung erarbeitet, welches im Anschluss in einem anwendungsorientierten Tool umgesetzt wurde. Durch dieses Tool konnten praxisnahe Themenkomplexe gebündelt aufgearbeitet und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Hierfür wurde neben den klassischen Möglichkeiten der Berechnung einer Stichprobengröße zusätzlich umfangreiches Zusatzmaterial entwickelt. Ein entscheidender Schritt hierbei war die Auswahl passender Anwendungsfälle, welche praxisnahe Situationen darstellen und auf deren Basis die Inhalte des Konzeptes erarbeitet wurden. Zur Auswahl erfolgte die Betrachtung verschiedener Aspekte, um die Relevanz der Fälle für die menschliche Gesundheit sowie die Arbeitsrealität
der Veterinärbehörden festzustellen. Schlussendlich wurden fünf Anwendungsfälle
identifiziert und bearbeitet. Für diese Anwendungsfälle fand die Entwicklung individueller Materialien und Handreichungen statt. Hierzu wurden unter anderem Checklisten für die umfassende Bearbeitung verschiedener Anwendungsfälle erstellt, welche individuell durch die nutzenden Personen konfiguriert werden können. Die Entwicklung fand durch Erkenntnisse aus direkten Betriebsbegehungen, Austausch mit Kooperationspartnern der Veterinärverwaltung, der Lebensmittelindustrie und der Forschung sowie durch ausführliche Literaturrecherchen
statt. In der ersten Veröffentlichung wurde die Konzeptentwicklung und Umsetzung in dem Tool sowie die damit verbundenen, auftretenden Herausforderungen aufgezeigt. So wurde die ursprüngliche Zielsetzung der Entwicklung eines generischen Konzeptes angepasst und alternativ ein hybrider Ansatz entwickelt, welcher die Individualität der erarbeiteten Szenarien abbildet. Die Durchführung der Ziehung der jeweiligen Stichprobe sowie die Angabe benötigter Parameter zur Nutzung mathematischer Verfahren, speziell die Schätzung der Prävalenz beziehungsweise der Prävalenzschranke, der Standardabweichung und der Sensitivität/Spezifität,
kann für die Nutzenden eine Herausforderung darstellen. Dies wurde durch die Handreichung von Materialien und Orientierungswerten in dem entwickelten Tool berücksichtigt. In der zweiten Publikation fand eine vergleichende Einordnung der Aussagekraft unterschiedlicher praxisrelevanter Stichprobengrößen anhand verschiedener statistischer Methoden statt. Zudem konnte in dem Manuskript verdeutlicht werden, dass das Bewusstsein für die tatsächliche Aussagekraft eines Stichprobenergebnisses ebenfalls ein relevanter Punkt für die Beurteilung der Ergebnisse ist. Häufig werden Stichproben ohne die Basis einer vorherigen
Stichprobenplanung gezogen. Daher wurde in das entwickelte Tool die Möglichkeit integriert, für eine bestimmte gezogene Stichprobenzahl die damit einhergehende statistische Sicherheit ausgeben zu lassen.
Zudem zeigte sich, dass in der Anwendung der Shiny App Schulungen für die Nutzenden notwendig sein können und nach Evaluation mit der Zielgruppe verschiedene Aspekte verbessert werden konnten. Im Ergebnis stellt die Shiny App eine hilfreiche Unterstützung für die Mitarbeitenden der Veterinärbehörden dar. Um kommenden Entwicklungen wie weiteren Erregernmit zukünftiger Relevanz und möglichen rechtlichen Änderungen zu begegnen, kann das Tool dementsprechend mit weiterem Input ergänzt werden.

Contamination of food with human pathogens and the resulting outbreaks of food-borne diseases is a constant threat to human health. While the primary responsibility for ensuring the production of safe food in Germany lies with the food business operator, the competent authorities are responsible for monitoring and controlling this obligation. When dealing with cases of potentially contaminated food, the method of random sampling is often chosen. In some cases, specific sample sizes are prescribed for the food business operator, while in general the competent authorities are free to carry out their investigations and to choose the sample sizes. The only legal requirement is that regular and risk-based inspections and sampling must be carried out. As the process of planning such an investigation is scientifically demanding
work, there is a fundamental need for an overarching approach. The work resulted in the development of such a comprehensive, scientifically sound and practicable
approach to sample planning, which was then implemented in an application-oriented
tool. This tool allowed practical issues to be bundled and made available to the public. In addition to the classic ways of calculating a sample size, extensive additional material was developed. A key step in this process was the selection of suitable use cases, representing practical situations, on the basis of which the content of the concept was developed. Several aspects were considered in the selection process to determine the relevance of the cases to human health and the working reality of veterinary authorities. In the end, five use cases were identified and developed. Individual materials and handouts were developed for these use cases.
Among other things, checklists were developed for the comprehensive processing of different use cases, which can be individually configured by the users. The development was based on findings from direct company inspections, dialogue with cooperation partners from the veterinary administration, the food industry and research, as well as extensive literature research.The first publication described the development of the concept and its implementation in the tool, as well as the challenges that arose. The original aim of developing a generic concept was
adapted and a hybrid approach was developed as an alternative, reflecting the individuality of the scenarios developed. Drawing the appropriate sample and specifying the parameters required for the application of mathematical methods, in particular the estimation of prevalence or prevalence threshold, standard deviation and sensitivity/specificity, can be challenging for users. This has been taken into account by providing materials and guidance in the developed tool. As described in the second publication, awareness of the true informative value of a sample result is also a key
finding. Often samples are taken without prior sampling planning. For this reason, the ability to display the associated statistical confidence for a given number of samples has been incorporated into the developed tool. In the second publication, a comparative categorisation of the significance of different practice-relevant sample sizes was carried out using different statistical methods. The manuscript also made it clear that awareness of the actual significance of a sample result is also a relevant
point in the assessment of results. Samples are often taken without the basis of prior sampling planning. For this reason, the option of displaying the associated statistical confidence for a given number of samples has been integrated into the developed tool.
It was also found that the use of the Shiny app may require user training and that several aspects could be improved following evaluation with the target group. As a result, the Shiny app is a useful tool for veterinary staff. The tool can be adapted with further input to meet future developments, such as additional pathogens of future relevance and possible legislative changes.

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